质量在太阳的0.5至7倍之间的恒星,在耗尽了核心的氢燃料之后,燃烧将会移至核心外围的氢气层。因为惰性的氦核本身没有能源,便因为重力而收缩并被加热,在上面的氢也会跟着一起收缩,因此融合的速度会增加,产生更多的能量,导致恒星变得更为明亮(比原来亮1,000~10,000倍)并且使体积膨胀。体积膨胀的程度超过发光能力的增加,因此表面的有效温度下降。表面温度的下降使得恒星的颜色倾向红色,因此称为红巨星。
更多的能量造成辐射压增加,使得恒星自身的引力与辐射压无法维持流体静力学平衡,所以恒星也就膨胀了。膨胀的程度超过了发光能力,也就使得恒星表面温度下降了。